血清疗法
血清疗法的发明在20世纪初期曾引起过巨大的轰动。由于应用白喉和破伤风杆菌的抗毒血清能抵抗白喉和破伤风杆菌毒素，血清疗法被认为是治疗细菌感染的有效方法。这项方法的发明人，德国医学家埃米尔·阿道夫·冯·贝林，荣获了1901年首次颁发的诺贝尔生理学和医学奖。诺贝尔奖委员会的颁奖词高度评价了他“在血清疗法方面的工作，特别是应用于白喉方面。”并认为“他以这一项工作开辟了医学科学领域中的一条新路，从而给医生们一种和疾病与死亡作斗争的胜利武器。”
冯·贝林本来是一名军医，他在从事医疗工作的同时参加了一些研究工作，并取得了一定的成就，例如在1883～1889年曾发现碘仿虽不能杀死细菌，但能中和细菌所释放的毒素。军方发现他有研究才能，于是让他改作科学研究工作。1889年，他来到德国着名的微生物学家科赫的研究所从事微生物学和免疫学的研究，这也使他有机会和当时一些杰出的同行接触，如由于提出“侧链说”和发明"606"而誉满全球的医学家艾利希、1883年确定白喉杆菌是白喉的病原体，并对白喉杆菌的细菌学做了大量工作的吕弗莱、1888～1890年证明引起白喉发病的是白喉杆菌的毒素而不是杆菌本身的鲁克斯和耶辛等。
应当指出的是，贝林的许多工作是和日本微生物学家北里柴三郎(1852～1931)年一起完成的。在科赫研究所，贝林结识了北里柴三郎。这位日本学者精通中国古代医学。他和贝林共同探讨，结为好友。他们设想，病菌能产生毒素，毒害人和动物，那么就一定会有一种能攻毒的抗毒素。这种思路据说是受到中国古代的“以毒攻毒”原理的启发。另一方面，李斯特在当时因为解决了消毒问题而使外科手术得以顺利进行，贝林受到李斯特这一重大成就的启示，试图找到一种体内，“消毒剂”以便将侵人体内的细菌毒素无害化。与此同时，伯利格和佛朗格尔的成果对他也起到了深刻的影响，他们从白喉杆菌培养物中制备出一种“毒素性白蛋白”物质，以适当量给豚鼠注射，可保护其不受白喉的感染。为检验这一假想，他们采用给动物注射破伤风杆菌来寻找体内是否能产生抗毒物质的实验。在经过了300多次试验后，他们最终发现，把曾经感染过破伤风杆菌而依然存活的动物的血清，注射给刚感染破伤风杆菌的动物，可以预防破伤风病症的发作。这一事实成功地指出，耐受过破伤风的动物血清中有着对抗破伤风毒素的抗毒素，它能中和毒素，使之失效，这在医学上被称为“抗毒素的被动免疫”。为此，贝林成为免疫学血清治疗法的创始人。
1880年，贝林继续用以毒攻毒的原理去消除白喉杆菌毒素。白喉杆菌为染色不匀的革兰氏阳性杆菌，侵入人体咽部黏膜后，在表层组织繁殖形成菌落。繁殖过程中所产生的外毒素对细胞有强烈的毒性作用，使咽部组织产生炎症、坏死与渗出。渗出物质及坏死上皮细胞及细菌凝结成本病所特有的灰白色假膜，假膜范围越大，毒素吸收越多，病情越重。毒素人血产生全身中毒性病变(如心肌炎)、周围神经髓鞘变性、肾脏间质性病变和肝脏脂肪变性等。贝林将白喉杆菌注射到豚鼠身上，使它们患白喉病，然后注射不同毒性的药物进行治疗。结果，大量豚鼠死亡，仅有两只豚鼠活了下来。紧接着，他注射比前一次剂量更大的白喉杆菌，没有发现豚鼠不正常反应。他又把从白喉杆菌中分离出来的剧毒白喉毒素注射到这两只豚鼠身上，结果还是没有发现任何异常现象。
从这些实验结果中不难发现，在这两只耐受白喉杆菌的豚鼠体内，确实产生了一种能中和毒素的抗毒素，从而使它们的心脏不再受白喉毒素的麻痹。为了证明这种白喉抗毒素存在于耐受白喉杆菌的动物血清里，贝林又进行了一系列的试验。他选出一只耐受白喉杆菌的豚鼠和一只未耐受白喉杆菌的豚鼠，从它们身上抽取一定数量的血，并分别分离出血清。将这些血清混合白喉毒素后分别注射到另两只正常的豚鼠上，出现的结果是一只存活，另一只死亡。
为了从动物身上取得更多含有白喉抗毒素的血清，贝林在许多动物身上进行了反复试验，最后在羊身上找到了大量含抗毒素的血清。
尽管破伤风抗毒素血清不能挽救患破伤风的病人，但是，动物的白喉抗毒素血清能不能用来治疗白喉呢？贝林并未放弃这种想法。他和北里柴三郎进行了试验，得出了肯定的结论。在他们的论文发表后仅一年多的时间，柏林的盖斯林在1891年圣诞节之夜就用白喉抗毒素血清，第一次救活了病孩。据柏林的一家医院的报告，病死率从48％降到13％，以后又有继续下降。由于白喉是当时造成儿童死亡的主要疾病，因此，“血清治疗”这项独特的成就，轰动了全世界。为此，贝林与一位法国医生分获法国医学院的奖金，贝林和北里柴三郎的研究也作出了理论上的贡献。他们为免疫动物血清中这种物质创造了“抗毒素”的名称，即把它注射给正常动物时，就能使该动物获得免疫力。以后，根据他们的建议，某类抗体这一更普通的概念出现了。
1901年，由于贝林在抗毒素血清治疗，特别是运用血清治疗法防治白喉和破伤风等疾病方面的功绩，他获得了第一次设立的诺贝尔生理学和医学奖。当时传染病是对人类健康威胁最大的一种疾病，而且没有有效的治疗方法。血清疗法给当时对传染病的治疗带来了极大的鼓舞，在化学疗法和抗生素出现之前，医生们曾经在相当长时期内指望用血清疗法治疗其他传染病。这也成为冯·贝林荣获诺贝尔生理学和医学奖的原因。虽然冯·贝林当时的资历和声望都比科赫与艾利希低，但他获得诺贝尔奖却比他的老师(科赫是在1905年因研究结核杆菌而获得诺贝尔奖的)和同事(艾利希是在1908年因免疫学方面的成就而获得诺贝尔奖的)都早。
贝林以及北里柴三郎的血清治疗为征服传染性疾病提供了一种重要依据。但是，生产白喉抗毒素的方法最初是很不理想的。直到艾利希设计出了测量血清中抗毒素含量的定量方法，并且解决了大量生产白喉抗毒素的技术问题后，血清治疗才成了对付疾病的普遍有效手段。
早期人类血液的崇拜
在远古时代，人们就意识到血液对生命的重要性。在一些原始部落，人们将要下葬的尸体涂上红色，希望藉这种色彩来赋予死者生命的活力。不同的文明都把血液视为生命的重要象征。
早在公元前4000或5000年以前，苏美尔人就在位于西亚幼发拉底河与底格里斯河之间的美索不达米亚建立了苏美尔王朝。苏美尔人将血液视为生命功能的输送者，因此认为贮藏血液的器官肝脏是生命活动的中枢，并用动物的肝脏来预测吉凶祸福。考古学家在对发掘出土的苏美尔陶片的研究中，发现了40多片与医学有关的记述，其中就有关于血液功能的解释。他们认为血液是生命活动的中心，生命的延续是由于血液再生的缘故，疾病则是血液运行受到阻碍而造成的紊乱。巴比伦人征服了美索不达米亚后，继承了苏美尔人将血液作为生命的中心的思想。巴比伦的占星术发达，他们通过观察日月星辰的运动变化来推测和解释地球上的自然现象和人体的疾病，认为人体内血液和其他体液的运行都受到日月星辰的影响。由于肝脏含有丰富的血液，巴比伦人相信肝脏是生命和灵魂的寄居地。他们通过解剖所祭献的公羊或山羊的肝脏，观察其形状》0肝叶的线来判断病人的病情，因为巴比伦人认为相似的东西是相互关联、相互渗透的。巴比伦僧侣还用黏土制作了精美的肝脏模型供教授僧徒所用。
在美索不达米亚展现它灿烂的文明同时，尼罗河流域也诞生了一个古老的文明。公元前3400年，古埃及国王美尼斯统一了上埃及和下埃及两个王国，并在上埃及和下埃及的交界处建立了一座被称为“白色城墙的城市”——孟菲斯。古埃及人用芦苇制的草纸记载他们所观察到的日月星辰的运动、气候的变迁，也记载他们的神话、传说以及古老的医学思想和医疗活动。我们从这些记载古埃及人的医学观念及卫生保健状况的纸草文(papyrus)中，可以得知古埃及人也认识到了血液的重要性。例如，在《死者书》中古埃及人记载了血液使人起死回生的故事。埃及人在制做木乃伊时，将干尸涂成红色，也是希望赋予他生命的活力。埃及人也从制做木乃伊中获得了许多解剖学知识。埃伯斯纸草文记载了心脏是全身血液的中枢，指出心脏有多根血管连接身体各部。
古希腊古罗马对血液的认识
古希腊的医学家抛弃了鬼神致病、魔术治疗的医学，将知识建立在对自然的观察和经验的积累上。古希腊着名的哲学家和医学家恩培多克勒认为血液是动物热和生命的携带者。古希腊着名医学家希波克拉底建立的体液论成为当时最重要的医学理论。他认为人体内存在着四种体液，即血液、黏液、黄胆汁和黑胆汁。各种体液配合正常，人就健康。若某种体液过多或过少，或与其他体液分离，则会引起疾病。
在古希腊医学中，“体液”指的是在人体内管腔中流动着的各种躯体液体。在显微镜和其他检测机体结构和功能的仪器设备发明之前，人体中的这些体液是最容易被看见的体内物质。人们根据以往的经验，很容易将生命的特性至少部分归结于这些体液，如认为血液是生命的重要指征，失血过多将会丧失生命。医生们可根据人体体液的变化来判断患者可能的病因。
古希腊医学对血液的认识相当含糊的，通常只是在疾病情况下提及这种存在于机体内必需的体液。虽然古希腊医生对血液本身或者其中某一成分是否过多一直存在着争论，但大多数人都认为痔、鼻衄、月经等表明血液过多是有害的。希波克拉底认为，季节的变化可导致血液过多，这些过多的血液会引起机体的损伤。血液过多的人被称为多血质，多血质的人易患心脏病、癫痫或麻风病，可用放血和凉性药物治疗这类疾病。希波克拉底也注意到了孕妇的贫血现象，他认为可能是因为胚胎需要血液而造成了母亲的贫血。
在四体液理论中，与血液有关的另一种体液是“黑胆汁”。由于在正常状态下，人们是看不到黑胆汁的，它主要出现在病人身上，因此被认为是血液的对立物。血液一般被认为是有益的，而黑胆汁则是有害的，如胃溃疡出血病人出现的黑色样便，胃癌病人的黑色呕吐物，患恶性疟疾的病人会出现“黑尿病”等，这些在疾病时可能被看见的黑色(暗红色)液体于是成为黑胆汁。由于黑胆汁可见于不同的情况，它可能是血凝块，也可能是胃溃疡呕吐时的黑色血样物质，因此医生认为它有潜在的破坏性。
在古罗马时期，人们对血液有了进一步的认识。老普林尼认为，骨髓“在年轻人是红色的，在老年人则是苍白的。”伊弗所的鲁弗斯是图拉真皇帝统治时期的医生，他认识到当人被毒蛇咬伤后，出现黄疸是血液变化所引起的。
古罗马时期最着名的医生盖仑赞同希波克拉底学派的体液论。他把体液的作用看作是各种不同气质的基础：血气方刚者是由具有潮湿和温暖这种基本性质的血液控制着；在冷静沉着者的身上，是潮湿和寒冷的黏液控制着人体的灵魂特质；忧郁的人是处在干而冷的黑胆汁的影响之下；易怒者是受了干而热的黄胆汁的作用。盖仑的体液论几乎能解释人类健康、疾病及其相关的任何问题，为疾病的治疗后果提供了各种可能性回答。
显微镜的发明与血液观察
从公元9～14世纪，位于意大利南部的萨勒诺医学校一直是欧洲医学的中心。现代医史学家在出版于11世纪的萨勒诺医学校的教科书中，发现了许多有关血液方面的论述。如在谈到贫血的表现时，包括面色蜡黄、眼球突出、静脉扁平、脉搏快，病人常感到身体沉重、时有头疼、舌干等。
当萨勒诺医学校正处于繁荣兴旺之时，英国的一位僧侣罗杰·培根走在了时代的前面，他批判经院哲学，提出科学应当建立在经验之上，应当通过观察自然获得知识，而不是从书本中。罗杰·培根不仅提出研究自然的新观点，而且他在光学方面的研究导致了显微镜的发现。1285年，他在一本论述光学的书中，提到了可放大小物体的镜子。虽然他自己没有制造出显微镜，但却预见了这项伟大的发明。
在罗杰·培根提出显微镜的概念近300年之后，一位荷兰的眼镜制造者简森在1590年制造出了第一台显微镜。
1665年，英国人胡克在简森的基础上又制造出复式显微镜。然而，最初的显微镜在观察微小物体方面还存在着许多技术上的问题，如镜片质量、光源和精密的聚焦装置等。因此，早期的显微镜只不过是上流社会家庭中的摆设和一种时髦的玩意。
随着显微镜的不断改进，科学家开始用它来进行生物学观察。第一个用显微镜来观察并描述红细胞的人是荷兰阿姆斯特丹的斯瓦默丹姆。斯瓦默丹姆在1658年出版的《昆虫史》中写道：“我观察了蛙的肌肉、皮肤、眼睛和血液。当我把他们放在显微镜下时，我发现他们是由一些更小的纤维和更小的球构成……”1660年，意大利波洛那大学的解剖家学马尔比基观察到了蛙的红细胞流经毛细血管的现象，证明了动脉和静脉之间的联系。